Материнская плата сервера — что определяет возможности платформы

Материнская плата сервера задаёт границы, за которые конфигурацию вывести уже нельзя: сколько процессоров встанет, какой памяти и сколько, сколько накопителей подключится напрямую, сколько карт расширения поместится и с какой пропускной способностью они будут работать. Процессор и диски меняются в течение жизни машины, плата — практически никогда.

Разберём, какие параметры платы определяют возможности сервера, как читаются её характеристики и что проверить до заказа комплектующих. Платы и компоненты лежат в разделах материнских плат, опций комплектации серверов и комплектующих.

Сокет и число процессоров

Сокет — это и механический разъём, и набор электрических линий, и набор поддерживаемых поколений процессоров. Совпадение физического разъёма не означает совместимости: одна и та же плата часто поддерживает только часть процессоров своего сокета, и список моделей задаётся версией микрокода в прошивке.

• Однопроцессорные платы. Все линии памяти и все линии PCIe принадлежат одному процессору, задержки предсказуемы. Такая платформа проще в настройке и дешевле в лицензировании программного обеспечения, которое считается по процессорам.
• Двухпроцессорные платы. Вдвое больше ядер, каналов памяти и линий расширения, но появляется разделение на узлы: обращение процессора к памяти соседа медленнее, чем к своей. Для задач, чувствительных к задержкам, это учитывается при настройке.
• Четырёхпроцессорные платформы. Применяются под крупные базы данных в памяти и под консолидацию, где важен объём оперативной памяти в одной системе, а не суммарная производительность нескольких машин.

Практическое следствие: если сервер покупается с одним процессором, а второй планируется докупить позже, вместе с процессором понадобится второй радиатор, а иногда и дополнительный блок питания — плата на два сокета с одним установленным процессором отдаёт только половину слотов памяти и часть слотов расширения.

Память — каналы, слоты и предельный объём

• Число каналов. Современные серверные процессоры работают с восемью и двенадцатью каналами памяти. Производительность подсистемы памяти зависит от того, заполнены ли все каналы: четыре модуля в восьмиканальной системе дают заметно меньшую пропускную способность, чем восемь модулей того же суммарного объёма.
• Слотов на канал. Один или два. Второй слот на канале позволяет нарастить объём, но при полном заполнении частота памяти снижается на шаг — это оговорено в таблице поддерживаемых конфигураций платы.
• Тип модулей. Плата поддерживает конкретные типы — регистровые модули, модули со сниженной нагрузкой, модули с коррекцией ошибок. Смешивать типы в одной системе нельзя, и это первое, что проверяется при наращивании памяти на работающем сервере.
• Предельный объём. Указывается в характеристиках платы и зависит не только от числа слотов, но и от максимальной ёмкости одного модуля, который плата принимает.

Линии PCIe — сколько их и как они распределены

Число линий PCIe задаёт процессор, а плата распределяет их по слотам, встроенным контроллерам и разъёмам для накопителей. Здесь чаще всего и возникает расхождение между ожиданием и реальностью: слотов на плате может быть шесть, а одновременно работать на полной скорости — четыре, потому что часть линий делится между слотами и разъёмами дисков.

• Форм-фактор и электрическая разрядность. Слот длиной x16 может быть подключён четырьмя линиями. Карта встанет и заработает, но на четверти пропускной способности. В характеристиках это записывается как «x16 слот, x8 электрически».
• Принадлежность слота процессору. В двухпроцессорной системе часть слотов работает только при установленном втором процессоре. Это указано в схеме платы и легко упускается при заказе.
• Поколение шины. Переход между поколениями удваивает пропускную способность на линию. Карта предыдущего поколения в новом слоте работает на своей скорости, обратное тоже верно — быстрая карта в старом слоте ограничивается слотом.
• Бифуркация. Возможность разделить один слот x16 на несколько независимых устройств x4 или x8. От неё зависит, поместится ли в сервер плата-переходник на несколько накопителей.

Накопители, контроллеры и встроенная периферия

• Разъёмы накопителей на плате. Часть портов идёт от встроенного контроллера, часть — напрямую от процессора. От этого зависит, нужен ли отдельный RAID-контроллер или адаптер шины и сколько дисков получится подключить без карт расширения.
• Поддержка накопителей с интерфейсом NVMe. Определяется наличием соответствующих разъёмов и распределением линий, а не только корзиной корпуса. Совместимость корзины и платы проверяется отдельно.
• Загрузочные носители. Многие платы имеют отдельные разъёмы под небольшие модули для системы — это освобождает основные отсеки под данные.
• Сетевые интерфейсы. Встроенные порты бывают распаянными на плате или выполненными съёмным модулем. Съёмный модуль позволяет позже перейти с одного гигабита на десять или двадцать пять без замены платы.
• Контроллер управления. Отдельный порт и отдельная подсистема, работающая при выключенном сервере. Через неё выполняется удалённая установка, просмотр журналов и диагностика. На части плат расширенные функции управления открываются лицензией.

Сравнение типовых платформ

Что проверить до заказа

1. Список поддерживаемых процессоров с версией прошивки. Новый процессор на старой прошивке может не стартовать, а обновить прошивку без рабочего процессора получится не на каждой плате.
2. Таблица конфигураций памяти. В ней указано, какие слоты заполняются первыми, при каких сочетаниях снижается частота и какие типы модулей допустимы.
3. Схема распределения линий PCIe. Нужно убедиться, что все планируемые карты — сетевые адаптеры, контроллеры, ускорители — получат нужную разрядность одновременно.
4. Совместимость с корпусом. Форм-фактор платы, расположение разъёмов питания, длина шлейфов корзины, высота радиаторов. Серверные платы редко подходят к произвольным корпусам.
5. Питание. Число и тип разъёмов питания платы и процессоров, требуемая мощность при полной комплектации.
6. Охлаждение. Допустимый тепловой пакет процессора для конкретной платы и корпуса — паспорт корпуса ограничивает его сильнее, чем сама плата.

Частые вопросы

Можно ли заменить материнскую плату в сервере на более новую? В пределах одной линейки производителя — обычно да, при совпадении форм-фактора, разъёмов питания и креплений корзин. Переход на другое поколение процессоров почти всегда означает замену и платы, и процессоров, и памяти, то есть покупку нового сервера.

Почему карта расширения работает медленнее, чем должна? Наиболее вероятная причина — слот подключён меньшим числом линий, чем позволяет его длина, или часть линий занята накопителями. Проверяется по схеме распределения линий в документации платы.

Обязательно ли заполнять все каналы памяти? Для задач, где важна пропускная способность памяти, — да. Для прикладных серверов с небольшой нагрузкой допустимо частичное заполнение, но при наращивании объёма придётся докупать модули той же партии и характеристик.

Нужен ли отдельный RAID-контроллер, если на плате есть встроенный? Встроенный контроллер закрывает простые массивы на небольшом числе дисков. Отдельный контроллер с собственной памятью и защитой кэша нужен там, где важна скорость записи и предсказуемое поведение при отказе питания.

Что важнее при подборе — процессор или плата? Плата. Процессор выбирается из списка, который плата поддерживает, а не наоборот. Поэтому подбор начинается с требований к памяти и слотам расширения и только потом переходит к модели процессора.

Что мы делаем

Подбираем платформу под задачу с проверкой совместимости платы, процессоров, памяти и карт расширения, собираем стоечные серверы в нужной конфигурации, комплектуем накопителями и контроллерами, подбираем замену снятым с производства платам для действующего парка. Выполняем подбор сервера и системы хранения, поставку под заказ и сервисное обслуживание, формируем комплект ЗИП.

Пришлите задачу, требуемый объём памяти и перечень карт расширения на server@tkasiatorg.ru — проверим совместимость, подберём платформу и дадим спецификацию с ценами и сроками поставки.